專利名稱：導(dǎo)熱基板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱基板裝置，尤其是一種應(yīng)用于電源模塊的導(dǎo)熱基板裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化科技產(chǎn)品應(yīng)用的日益普遍，尤其在電腦、資訊及通信等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用更為廣泛，由于科技產(chǎn)品中具有許多精密電子組件，各元件通電后，其熱阻開始運作會產(chǎn)生高溫，而高溫容易造成元件損壞，嚴重時甚至影響整體結(jié)構(gòu)，因此其運作穩(wěn)定性非常重要，特別是散熱效果尤其重要。
目前常見的可安裝于各種電源模塊上的散熱裝置有以下兩種如圖21所示，為第一種常用散熱裝置的局部剖視圖，是具有一般散熱裝置70的電源模塊，其由電路層71、絕緣層72和金屬板73組成，該電路層71上方組設(shè)有數(shù)個電子組件711，可以達到運作控制各種電器的功效，該電路層71底部組設(shè)有一具有傳熱效果的絕緣層72，使該絕緣層72可保護電路層71避免受到電流導(dǎo)通的干擾，再于絕緣層72底部組設(shè)有一具有高導(dǎo)熱性的金屬板73，由于電子組件711經(jīng)電流導(dǎo)通后，其產(chǎn)生的熱量經(jīng)絕緣層72傳導(dǎo)至該金屬板73，將熱量傳遞出去，達到散熱的功效。
如圖22所示，為第一種常用散熱裝置的實施例圖，為了增加散熱效果，可將其電源模塊加設(shè)一散熱器75，該電源模塊與散熱件75間覆設(shè)有導(dǎo)熱填充料74，一般為硅膠材質(zhì)，其軟質(zhì)富有彈性的特性，可填補電源模塊與散熱器75間不平整的表面并具有緩沖的功效，電源模塊通過螺栓銷緊或以鑲嵌方式固定于散熱件75上，利用該散熱器75所具有的較低的熱阻，將電源模塊熱量傳遞出去，增加散熱效果。
該散熱裝置的金屬板呈平面板體狀，電源模塊所產(chǎn)生的熱量熱流僅能由該金屬板四側(cè)導(dǎo)出；而該電源模塊與金屬板間多采用栓體螺絲固定或鑲嵌方式固定，電源模塊底層金屬板是平面板體，在兩側(cè)組裝固定時，由于硅膠層為軟質(zhì)材質(zhì)，組裝時強烈壓擠硅膠，會使硅膠壓縮變形，且該硅膠受壓擠一端的變形量會向兩側(cè)容余處移動，而形成一變形突起端，產(chǎn)生一向上推擠的力量，撐頂電源模塊底層導(dǎo)致變形，使電源模塊底部兩側(cè)形成壓擠鎖緊狀，中央形成有一間隙，導(dǎo)致熱接觸不良而降低散熱性能，如圖23所示，圖為常用散熱裝置各位置的熱組示意圖，可見當電源模塊通電運作時，該間隙處的熱阻比兩側(cè)高，從而產(chǎn)生高溫，輕則造成電子組件損壞，嚴重時甚至?xí)斐稍撾娫茨K的損壞，影響整體結(jié)構(gòu)的運作。
如圖24所示，為第二種常用的電源模塊，其為一種布有銅導(dǎo)體的多層電路層80，且于該多層電路層80間覆設(shè)有絕緣層81，在該電路層80的兩側(cè)可分別組裝有電子組件82，使熱量透過其表面借空氣對流，達到散熱的功效。
其亦可在該電源模塊底部覆設(shè)一導(dǎo)熱填充料83，以供與金屬板84搭接組設(shè)，如圖25所示，電子組件82產(chǎn)生的熱量透過絕緣層81傳至金屬板84底端，通過該金屬板84的高導(dǎo)熱性，達到散熱的功效。
在該散熱裝置中，兩側(cè)設(shè)有電子組件的電路層雖可在其表面借助空氣對流降溫，然而當電源模塊電力損耗高時，會產(chǎn)生高溫，光靠空氣對流無法達到降溫效果；而在其底部組設(shè)一金屬板的方式，雖然可以提升散熱效果，然而由圖25所示可知，雖然該電路層底層各位置的熱阻差異變化不大，但愈往上層，其熱阻愈高，而未組設(shè)有金屬板的另一端熱阻最高。而且，若在該電路層底部組裝有一外加散熱件以提升散熱效果，其仍會碰到因組裝應(yīng)力所造成的電路層變形的問題，造成熱阻提高的弊端，而使整體散熱效果受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種導(dǎo)熱基板裝置，該導(dǎo)熱基板裝置的電路層底部金屬板的預(yù)設(shè)幾何形狀和其嵌槽設(shè)計，可有效降低因組裝所產(chǎn)生的應(yīng)力，使熱接觸更為均勻，可有效降低對空氣的熱阻，具有良好的導(dǎo)熱性，散熱效果好；且可外加散熱件，增加散熱效果。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種導(dǎo)熱基板裝置，其主要構(gòu)成包括電路層、絕緣層與金屬板，在該電路層上組設(shè)一個以上可進行電子電路控制動作的電子組件，在電路層下方分別組設(shè)絕緣層和具有高導(dǎo)熱性的金屬板，金屬板底部具有嵌槽，通過該嵌槽增加空氣對流，從而增加其表面積以降低熱阻。
該導(dǎo)熱基板裝置與另一散熱件接設(shè)，在金屬板與散熱件間覆設(shè)導(dǎo)熱填充料，底層排列有一個以上嵌槽的金屬板均勻搭接于該散熱件上。
該金屬板底層所設(shè)的嵌槽呈垂直向或縱橫垂直相交或斜向相交，該一個以上相交排列的嵌槽內(nèi)有減少擾流的多向流通路徑。
該金屬板底層設(shè)為呈組排列的一個以上圓柱，在其內(nèi)有減少擾流的多向流通路徑。
該金屬板底層設(shè)為呈組排列的一個以上環(huán)突緣堆棧形的塔柱狀，在其內(nèi)有減少擾流的多向流通路徑。
該金屬板設(shè)為突具有數(shù)鰭片排列的塔柱狀。
通過沖壓成形方式制成具有嵌槽狀排列外形的金屬薄片，形狀為具有多向鏤空狀的金屬柱型態(tài)。
該金屬板與絕緣層、電路層緊固黏著組設(shè)成一體。
該電路層于其底部組設(shè)有絕緣導(dǎo)熱功效的陶瓷基材，該陶瓷基材一側(cè)焊結(jié)有一個以上電子組件，另一側(cè)與所述的金屬板焊結(jié)固定。
該電路層為具有底層的多層電路層，在該底層下方組設(shè)有絕緣層，利用焊料與金屬板焊結(jié)固定。
該電路層為不具有底層的多層電路層，在該多層電路層下方黏附有中介質(zhì)與絕緣材料，中介質(zhì)與金屬板黏附固定。
本發(fā)明比較現(xiàn)有技術(shù)，可產(chǎn)生如下技術(shù)效果1、提升散熱效能由于本發(fā)明具有幾何形狀嵌槽的金屬板結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，可增加空氣接觸面積，降低熱阻，熱量迅速由熱源端傳遞至另一端并由金屬板散發(fā)出去，進而提升整體散熱效果。
2、可外加散熱件本發(fā)明金屬板形狀多樣，可分別配合系統(tǒng)風(fēng)扇或散熱器或熱管在金屬板底層以外增加散熱件，該金屬板可借助于其底部的嵌槽形狀均勻設(shè)置于散熱件上，可有效降低組裝應(yīng)力，加上與散熱件結(jié)合，可降低熱阻，進而提升散熱效果。
3、散熱面積加大本發(fā)明具嵌槽狀的金屬板形狀設(shè)計多樣，其形狀可同時具有間隙較小與散熱金屬板排列較多的特點，使散熱面積加大，從而提升散熱效果。
4、生產(chǎn)加工容易且快速本發(fā)明具有嵌槽的金屬片及其預(yù)設(shè)的幾何形狀，可將金屬鋁材或銅材利用現(xiàn)有加工機具迅速一體加工成形，極易實現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明的組合側(cè)視圖；圖2為本發(fā)明金屬板的仰視圖；圖3為本發(fā)明與外加散熱件的組合側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明的熱阻分布示意圖；圖5為本發(fā)明的第一實施例圖；圖6為本發(fā)明的第二實施例圖；
圖7為本發(fā)明的第三實施例圖；圖8為本發(fā)明的第四實施例圖；圖9為本發(fā)明的第五實施例圖；圖10為本發(fā)明的第六實施例圖；圖11為本發(fā)明的第七實施例圖；圖12為本發(fā)明的第八實施例圖；圖13為本發(fā)明的第九實施例圖；圖14為本發(fā)明的第十實施例圖；圖15為本發(fā)明的第十一實施例圖；圖16為本發(fā)明的第十二實施例圖；圖17為本發(fā)明的第十三實施例圖；圖18為本發(fā)明的第十四實拖例圖；圖19為本發(fā)明的第十五實施例圖；圖20為本發(fā)明的第十六實施例圖；圖21為第一種常用散熱裝置的組合側(cè)視圖；圖22為第一種常用散熱裝置與外加散熱件的組合側(cè)視圖；圖23為第一種常用散熱裝置的熱阻分布示意圖；圖24為第二種常用散熱裝置的組合側(cè)視圖；圖25為第二種常用散熱裝置的熱阻分布示意圖。
圖號說明A····電源模塊B····導(dǎo)熱裝置10····電路層 11····電子組件12····陶瓷基材 13····焊料14····多層電路層20····絕緣層
30····金屬板 31····嵌槽32····套孔33····圓柱34····插銷35····塔柱351···環(huán)突圓 36····鰭片塔柱37····金屬薄片38····槽狀金屬薄片40····硅膠41····中介質(zhì)50····散熱件60····導(dǎo)熱板 61····穿槽70····散熱裝置71····電路層711···電子組件 72····絕緣層73····金屬層 74····導(dǎo)熱填充料75····散熱器80····多層電路層 81····絕緣層82····電子組件83····導(dǎo)熱填充料84····金屬層具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作詳細說明如圖1所示，為本發(fā)明導(dǎo)熱基板裝置B，其構(gòu)成主要包括一電路層10、一絕緣層20與一金屬板30所組成的一電源模塊A，該電路層10上組裝有數(shù)電子組件11，且于電路層10底部分別組設(shè)有一絕緣層20與一金屬板30，通過該具有傳熱效果的絕緣層20以保護電路層10避免電流導(dǎo)通的干擾狀況產(chǎn)生，由于電子組件11運作時會產(chǎn)生熱量，其通過絕緣層20將熱量傳至該具有高導(dǎo)熱性的金屬板30，將熱量傳遞出去。
該具有電路層散熱效果的散熱裝置B，主要改良特征在于如圖2所示，為本發(fā)明金屬板30的仰視圖，該金屬板30底部制成有數(shù)嵌槽31平行排列，可減少熱阻，且在其四周適當處設(shè)有套孔32，使熱源處產(chǎn)生的熱量透過絕緣層20傳至金屬板30，使其本身與空氣產(chǎn)生對流，迅速將熱量傳遞至外部，達到迅速降溫的效果，并以此來提高該電源模塊A的整體電性效果；如圖2、圖3所示，電源模塊A可另外再接設(shè)一散熱件50，該散熱件50一般為散熱器、機殼或熱管等裝置，可增加空氣對流以提升散熱功效，其可于金屬板30底部與外加散熱件50間覆設(shè)有一導(dǎo)熱填充料40，該導(dǎo)熱填充料40一般可為硅膠材質(zhì)，其可填補金屬板30與散熱件50間的不平整處，起到緩沖的效果，并利用螺鎖或鑲嵌方式通過套孔32將電路層30與外加散熱件50固定接設(shè)，該排列有數(shù)嵌槽31的金屬板30均衡置設(shè)于硅膠40上，由于硅膠40為軟質(zhì)材料，其經(jīng)過金屬板30的壓擠，使硅膠40變形且嵌入嵌槽31內(nèi)，可以平均分散其組裝固定所產(chǎn)生的應(yīng)力，如圖4所示為本發(fā)明散熱裝置B各位置的熱阻分布示意圖，由于該金屬板30底部的嵌槽31的設(shè)計，使其與硅膠40間形成等距排列貼付，有效且平均地分散因組裝所產(chǎn)生的應(yīng)力，使其熱阻可平均分布，使金屬板30底面與硅膠40及嵌槽31處與硅膠40間的熱阻變化差距減至最低，即可有效提升其散熱效能，可避免如現(xiàn)有常用的結(jié)構(gòu)中，因組裝應(yīng)力所造成的金屬板變形形成間隙而產(chǎn)生極大熱阻的弊端。
如圖5至圖7所示，為本發(fā)明第一至第三實施例圖，在金屬板30底部形成數(shù)嵌槽31縱橫垂直相交排列狀，或形成數(shù)嵌槽31斜向相交呈交叉排列狀，或可形成數(shù)圓柱33數(shù)組狀。按以上幾何形狀排列，可使金屬板30與硅膠40間形成具有幾何形狀的嵌槽31，使組裝應(yīng)力借助該金屬板嵌槽31與硅膠40間的組設(shè)而平均分散掉，從而降低金屬板30與硅膠40間的熱應(yīng)力。由于該幾何形狀嵌槽30可使熱流成多個方向流出，據(jù)以增加空氣對流空間，從而使擾流減到最小，有效提升散熱效果。
如圖8至圖11所示，為本發(fā)明第四至第七實施例圖，將如前所述的幾何形狀金屬板30底部厚度增加，形成較深的嵌槽31；如圖11所示，使該圓柱狀數(shù)組形成插銷狀34數(shù)組狀的金屬板30，雖然該具有深嵌槽的金屬板30與具淺嵌槽的金屬板30相比有稍高的熱阻，但由于該深嵌槽31有較多的空間可供空氣對流，或可供外加散熱件50產(chǎn)生較大的空間對流效果，因此可有效大幅降低熱阻；且由于該嵌槽31的深度增加，可使金屬板30與硅膠40在接設(shè)時容納更大的硅膠40的變形量，并據(jù)以降低鎖設(shè)或鑲嵌所造成的組裝應(yīng)力；另外，由于金屬板30與硅膠40間的變異量減少與嵌槽31深度的增加，可將電源模塊B與外加散熱件50間組裝的扭矩降低，使其與外加散熱件50間的接觸更加吻合，從而增加散熱效果。
如圖12所示，為本發(fā)明第八實施例圖，可將金屬板30底部設(shè)為數(shù)個環(huán)突圓351突具的塔柱35；或如圖13所示，為本發(fā)明的第九實施例圖，本發(fā)明金屬板可設(shè)為突具有數(shù)個鰭片排列的塔柱36狀，其具有最大熱對流表面積與最大熱接觸傳導(dǎo)面積并存的優(yōu)勢。
如圖14所示，為本發(fā)明的第十實施例圖，其可在本發(fā)明金屬板30底部再組設(shè)有一導(dǎo)熱板60，其為片狀且具有數(shù)穿槽61的銅片或鋁片等高導(dǎo)熱性材料制成，以增加剛性與導(dǎo)熱面積，從而增加熱傳導(dǎo)與散熱效果。
如圖15所示，為本發(fā)明的第十一實施例圖，其可通過沖壓成形方式制成本發(fā)明具有嵌槽狀排列的金屬薄片37外形，再將其組設(shè)于金屬板30底部固定成一體，或如圖16所示，為本發(fā)明的第十二實施例圖，其可沖壓制成具有嵌槽與橫向剖勾槽狀的金屬薄片38外形，使其形成多樣化形狀且具有多向鏤空狀的金屬柱型態(tài)，可增加散熱的功效，其不僅成形容易且價格低廉，具較高的成本效益。
如圖17所示，為本發(fā)明的第十三實施例圖，其將本發(fā)明具有幾何形狀嵌槽的金屬板30與絕緣層20、電路層10利用緊固黏著技術(shù)組設(shè)成一體；或如圖18所示，在該電路層10的底部組設(shè)有一陶瓷基材12，使該陶瓷基材12一側(cè)焊結(jié)有數(shù)電子組件，通過該陶瓷基材12可達到絕緣導(dǎo)熱的功效，其另一側(cè)通過焊料13與本發(fā)明具幾何形狀的金屬板30焊結(jié)固定，借助其底層所組設(shè)的幾何形狀具有嵌槽31的金屬板30的導(dǎo)熱效果，從而達到散熱的功效。
如圖19及圖20所示，為本發(fā)明具幾何形狀的金屬板應(yīng)用于多層電路層14的第十五及第十六實施例圖，如圖19所示為具有底層的電路層14，其可于該底層下方組設(shè)有一絕緣層40，并利用焊料13與本發(fā)明的金屬板30焊結(jié)固定；或如圖20所示，該多層電路層14不具有底層，則其可于多層電路層14下方黏附有一黏性材料以成一中介質(zhì)41，于該中介質(zhì)41下方貼付有一絕緣層40，再將中介質(zhì)41與本發(fā)明的金屬板30黏附固定。
由于本發(fā)明的幾何形狀金屬板30不僅成形快速、樣式多變，且具有更多排列的散熱嵌槽31間隙，使散熱面積增加且可多方向散熱，并可外加一散熱件以降低熱阻，使熱量從熱源處迅速傳遞至外界，有效提升散熱效果，具有較高的產(chǎn)業(yè)利用性與成本效益。
綜上所述，本發(fā)明的導(dǎo)熱基板裝置提供了一種具有預(yù)設(shè)的幾何形狀且有嵌槽的導(dǎo)熱金屬板，其可有效降低熱阻，使熱量由熱源處迅速傳遞至金屬板，其并可借助外接的散熱件降低熱阻，達到散熱效果。本發(fā)明提供的成形快速且可多樣式成形的導(dǎo)熱裝置，深具產(chǎn)業(yè)實用性與成本效益。
最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱基板裝置，其主要構(gòu)成包括電路層、絕緣層與金屬板，在該電路層上組設(shè)一個以上可進行電子電路控制動作的電子組件，在電路層下方分別組設(shè)絕緣層和具有高導(dǎo)熱性的金屬板，其特征在于上述金屬板底部具有嵌槽，通過該嵌槽增加空氣對流，從而增加其表面積以降低熱阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該導(dǎo)熱基板裝置與另一散熱件接設(shè)，在金屬板與散熱件間覆設(shè)導(dǎo)熱填充料，底層排列有一個以上嵌槽的金屬板均勻搭接于該散熱件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該金屬板底層所設(shè)的嵌槽呈垂直向或縱橫垂直相交或斜向相交，該一個以上相交排列的嵌槽內(nèi)有減少擾流的多向流通路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該金屬板底層為呈組排列的一個以上圓柱，在其內(nèi)有減少擾流的多向流通路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該金屬板底層為呈組排列的一個以上環(huán)突圓堆棧形成的塔柱狀，在其內(nèi)有減少擾流的多向流通路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該金屬板為突出具有一個以上鰭片排列的塔柱狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于通過沖壓成形方式制成具有嵌槽狀排列外形的金屬薄片，形狀為具有多向鏤空狀的金屬柱型態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該金屬板與絕緣層、電路層緊固黏著組設(shè)成一體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該電路層于其底部組設(shè)有絕緣導(dǎo)熱功效的陶瓷基材，該陶瓷基材一側(cè)焊結(jié)有一個以上電子組件，另一側(cè)與所述的金屬板焊結(jié)固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該電路層為具有底層的多層電路層，在該底層下方組設(shè)有絕緣層，利用焊料與金屬板焊結(jié)固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱基板裝置，其特征在于該電路層為不具有底層的多層電路層，在該多層電路層下方黏附有中介質(zhì)與絕緣材料，中介質(zhì)與金屬板黏附固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱基板裝置，其主要構(gòu)成包括電路層、絕緣層與金屬板，該高導(dǎo)熱性且一表面端設(shè)有嵌槽的金屬板，可降低熱阻，增加散熱面積，并與一絕緣層搭接組設(shè)于電路層底部，使電子組件產(chǎn)生的熱量傳遞至金屬板底端，達到迅速傳導(dǎo)散熱的功效；且該導(dǎo)熱基板在配合傳統(tǒng)的外加散熱件增加總體散熱能力的同時，亦可借金屬板的嵌槽有效降低組裝應(yīng)力所造成的變形量，從而降低總體熱阻及接觸熱阻的不均勻度。該導(dǎo)熱基板裝置形狀多樣、散熱能力強且成型快速。
文檔編號H05K7/20GK1708212SQ20041004658
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者周明慶 申請人:周明慶